Состав для наплавки Советский патент 1983 года по МПК B23K35/36 

19 Изобретение относится к области сва ки и наппавкк и может быть испопьэова- но цпя восстановпения износивигахся ает пей машин, например, клапанов, распреа лктепьных валов путем автоматической нйп павки слоев с применением порошкового материала. Известен состав цпя наппавки аетагте подобного роца, обеспечивающий попучекие нйИпавпенного метаппа типа чугуна, обпацакпцего корошей обрабатывае мостью. Этот состав соцержит компоненты в спеоующем соотношении, вес. %: Угпероц А пюминий Кремний 0,001-0,1 Капыдай 0,5-10 Магний Рецкоземепь- ные металлы 0,01-5 О,О1-2,5 Плавиковый i 0,1-3 Остапьное С 1 3 Же пезо Оцнако этот состав имеет некоторые иеаостатки, которые заключаются в том что наппавпенный метапп имеет нецостаточно высокую прочность и пластичность при недостаточно хорошем формир а.ании наппавпяемого металпа. Цепью изобретения является повыше ние качества наппавпенного метаппа и ;/пучшение текнопогичности процесса неппавки. Эта цепь достигается тем, что состав, содержащий угпероц, кремний, маг ний, капышй, апюминий;, бор, сепен, пла ковый шпат, рецкоземепьпые метапггы, железо, цопопнитепьно соцержг1т криопи никепгь и мець, сепен введен в вице цис гаенгица мопибцена, а .рецкоземельные металлы - в вице vix карбонатов при сп .дующем соотношении компонентов,вес, %: Угпероц Кремний Магний Кальций Алюминий 0,1-1О 0,1-1О Никель Дисепениц молибцена Плавиковый 0,1-5 0,1-10 Криолит Карбонаты РЗМ0,1-5 ЖелезоОстагтьное . Криолит совместно с плавиковым патом выполняет роль защитного фпюа, поп которым кристаплизуется каественный наппавпенный спой. При аличии криоггата и плавикового шпата роисходит связывание фтором водорода, вляющегося причиной образования треин в наплавленном металле. Выделивийся фтор соединяется с кремнием, бразуя 5iF , который энергично ступает в реакцию с водородом, образуй тойкий при высоких температурах и неастворимый в жидком мателле фторисый водород. Si F 43Н 3HF 4 SiF Ввод криолита менее 0,1% в этом отношении при содержании 0,1% плавикового шпата малоэффективен. Ввод более 1О% нецелесообразен и экономически невыгоден. Введение в состав для наплавки карбонатов редкоземельных металлов способствует .получению качественного шва. Чистые элементы-модификаторы РЗМ способствуют совместно с магнием, калышем модифицированию, раскислению и рафинированию наплавленного слоя металла, получению шаровидной формы графита вместе пластинчатой, что приводит к резкому повышению его физико-механических свойств. Выделившийся СО при разложении карбонатов РЗМ является защитной средой при наплавке. Наличие в составе в виде порошка никеля, меди и бора приводит к повышению физико-механических свойств наплавленного слоя. Присадка в состав никеля и меди в количестве 0,1-10% совместно с алюминием способствует повышению предела прочности и ударной вязкости, а также повышению пластичности наплавленного споя. Нижний предел по содержанию никеля и меди (0,1%) ограничивается тем, что ниже этого пр© дела их влияние на повышение механических свойств наплавленного споя незначительно. Ввод более 10% никеля и месш в состав ввиду ик дорогоЪизны и дефицита нецелесообразен. Ввод в состав порошка бора в копичестве 0,1-3% приводит совместно с медью к повышению износостойкости напЬавленного слоя. При вводе менее Ш,1% бора его действие в этом направпении неэффективно. Ввоа в состав бопее I 3% бора вызывает образование карбидов отбела в наплавленном слое, что привппи к розкому понижению механических Ьвой наплавленного слоя снижению пластичное ти и ударной вязкости, а также к его охрупчиванию. Ввод аиселенида молибдена ( MoSe) в количестве 0,1-5% связан с тем, что он имеет спожную гексагональную струк туру и является твердой смазкой в наппавпенном слое, которую можно эксплуатировать при работе пары трения цаже при высоких температурах (8ОО-1000 С При таких температурах графит как .тверцая смазка выгорает. При ввоце его ;В состав в количестве менее 0,1% его пействие в этом направлении малоэффективно. Ввоц более 5% цисепеница ввиду дороговизны JI дефицитности экокомически невыгоден. Наличие в составе для наплавки алюм ния позволяет совместно с элементами- графитизаторами - углеродом, кремнием, кальцием получать качественный напла& летп51й слой без структурносвобоцшых карбидов. Алюминий в составе порошка для наплавки способствует улучшению процео са наплавки. Он улучшает раскисление жидкого металла в наплавленном слое и устраняет образование усадочной порис тости и треишн. Верхний предел по содержанию ашоми ния в составе порошка для наплавки обусловлен тем, что выше содержания 1О% алюминия в наплавочном слое зуются карбиды алюминия, которые снижают качество наплавленного слоя. Присутствие в составе для наплавки более 1О% алюминия целесообразно только цл специальных наплавочных слоев: для жаропрочных, окалиностойких изделий, прец назначенных для специальных условий работы (высокая температура, агрессирная среда). При содержании в составе менее 0,1% алюминия при нижнем содержании кальция 1%, карбидов рецкоземельнь к металлов 1% в наплавпекном слое образуется усадочная пористость. Введение в состав порошка плавикового Ешата в количестве 0,1-5% обуоловлено тем, что он является флюсом, которъгй при наплавке предохраняет от окисления элементы-модификаторы (Mg-, Се РЗМ). Под заиттным флюсом плавикового шпата формируется качественный слой наплавленного металла. При содержании менее 0,1% плавикового шпата в составе порошка цля наплавки флюс не , выполняет роли предохранителя от окисления элементо&модификаторов жидкого наплавленного металла. Ввод более 5% плавикового шпата нецелесообразен с экономической точки зрения. Добавка в состав криолита в количестве 0,l-iO% вместе с плавиковым шпатом улучшает процесс формиро- вания и качество наплавленного слоя или сварного шва. Состав для наплавки изготавливается в виде порошка. Это обусловлено автоматическим способом наплавки и соответствует экономичности процесса нагшавки по сравне1таю с изготовлением для наплавки соответствующего состава в виде сварочных электродов. Карбонаты редкоземельных металлов находятся в виде порошков (пылеобразное состояние), что позволяет их без предварительной переработки (дробления, размола) применять в составе порошка, В опытно-промышленных условиях, изготовлены и испытаны составы цлй наппавки, приведенные в таблице. Для приготовления указанных составов порошков- использовались поретикообразный графит, силикокальшгй, ферроСИЛИШ1Й, алюминий, магний, железо, плавиковый шпат и пылеобразные карбона ты РЗМ, порошкообразный никель, мець, бор, диселениц молибдена, порошкообраз ный криолит. При наплавке составами порошка № 1-3 (таблица) чугунных образцов циа-метром 60 мм получался наплавпеи п й слой с шаровидной формой графита, без отбепа, треш.ин, усадочной пористости. Наплавка осуществлялась путем поцачи порошка в определенном кол1гчеств9 на проволоку, автоматически подающуюся для наплавки. Благодаря электромагнитному полю, возникающему вокруг проволоки, вокруг проволоки создается равномерная оболовка порошка. По мере расплавления проволоки расходуется н порошковая провопока. Проверка состава порошка при авто«. матическом способе наплавки позволяет его рекомендовать для наплавки (сварки) деталей vi3 чугуна. Распрецег1ителып е валы, въш/епшн-е из строя, наплавленные прецпоженным

S9632036

составом, показали износостойкость нанаплавки, сварки, вышеошйе из строя

1О-15% ышв чем вновь изготовпенные.детали машин, например клапаны, распреПримвявнне препложенного составацелительные валы и ар., что увеличивает

порошка позволяет восстанавливать путемпродолжительность их эксппуаташга.

СОСТАВ ДЛЯ НАПЛАВКИ, содержащий угпероц, кремний, магний, кальций, алюминий, бор, селен, плавниковый шпат, рецкоземельные металлы, ж&- ; пезо, Отличающийся тем, что, с цепью повышения качества наплавленно« го металла и повышения текнологичности процесса наплавки он цополнитегеьно соаержит крвоттт, никель н мець, селен ввецен в вице цвселеннаа молнбцена, а рецкоземепьные метаппы - в вице их : карбонатов при скеоуюшем сооткошетга компонентов, вес. %: Углероц5-20 Кремний5-15 Магний1- 5 Ка тыдай1-5 АлюмшшйРД-10 Никель.6,1-10 Мець6,1-10 ВорО,1-3 Диселениц молибцена0,1-5 Плавниковый 0,1-5 шпат О,1-1О Криолит Карбона0,1-5 ты РЭМ Железо Остальное.

5 15- 1 5 0,1 Ю 0,1 ОД 5 0,1 . 1О

10 10 2,5 2,5 5 5 1,5 1,5 2,5 2,5 2О 5 51 10 ОД 10 3,0 ОД

2,5 49,5 5ОД ОД